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21世纪液压控制的发展与未来 一、 技术创新、结构创新与集成创新相结合 21世纪，能源技术人员不仅面临着新的竞争和绿色环保技术的新领域，而且面临着进入技术生命周期的新现实。因此，我们必须从自身的内部思考和完全改变。尤其是传统的三大类液压控制阀, 规模性替代和创新将只是时间问题。从未来新型控制器件的发展要求的基本原则——即模块化、可组配和开放式结构入手, 尝试推行“结构性创新”和“集成创新”, 以便从整体和根本上变革现有的成熟 (陈旧) 产品和技术, 为我国液压控制技术发展提供新的视角, 为我国液压界的挑战者和进攻者提供新的思路。本文从液压控制技术的发展脉络和分析二通插装阀控制技术在我国获得成功的经验着眼, 着重强调了未来新型液压控制技术发展的新趋势——即模块化、可组配、开放式和集成化的产品创新原则。 二、 本文对液体科学技术的历史变迁和新动力控制设备的发展趋势进行了初步探讨 1. 总体格局分析 图1是表征液压控制元件及其连接特征的屋状模型, 该结构不仅较直观地表达了液压控制元件的层次结构和有形实体的构成, 而且十分适用于对液压控制元件的总体格局进行分析和综合。表1~表3分别从先导控制级、主级和连接方式三个方面来归纳液压控制技术的历史演变和发展动向, 并就未来新型液压控制技术和器件发展的要求做出简要的评估。 从“未来新型控制技术和控制器件”的基本特征和原则要求来看, 传统的液压控制技术和产品的模块化、可组配和开放式原则实现起来愈来愈受到整体格局和根本上的限制, 而随着市场的发展和进步, 其形成和发展期中曾经充分展现的合理性正在逐步丧失, 而不合理的部分将受到无情替代。 2. 基于cnc机床控制系统的技术替代原则 20世纪90年代, 作为机械制造业强国的德国, 明确提出“未来控制技术”及“新型控制器件”的技术特征和设计原则可以概括为:模块化、可组配和开放式结构。 尽管该原则是首先针对C N C机床的控制系统的, 但它也完全适用于基于电液控制技术的液压元件的创新开发和技术替代。可以说, 采用该原则来评价和审视现有市售液压控制产品的合理性并展望未来新型液压控制器件是积极和前瞻的, 同时也对现有产品和技术的创新和变革提供了十分有力的依据和支持。可以预测, 如果在液压控制元件的创新开发和变革中遵循和实现了上述原则和方案, 那么, 未来新一代的液压控制器件不仅将增加其自身的优势, 而且也有利于应对电气传动新技术的挑战。 3. 开发应用成功的原因 众所周知, 目前国内居主流的基于引进国外20世纪70年代技术水平的三大类液压控制阀, 正面临技术领先者逼迫而处于被“边缘化”和“角落化”的困境, 尽管依托国内制造业的快速增长, 表面上仍是景象繁荣, 但是在国内制造业的几乎所有著名品牌的主机和重大工程项目中, 中国制造的产品明显被“边缘化”和“角落化”, 大部分产品, 尤其是中高技术含量的产品, 难以进入国际市场和取得应有的地位, 十分令人担扰和深思! 与此形成较大反差的是国内二通插装阀控制技术的开发应用的策略相对取得成功。表4是作者编制的中国二通插装阀控制技术的开发和应用情况, 由表可见, 在机械 (主要是各类液压机) 、冶金、水利等应用领域中的国内代表企业或主流产品中, 国内自主开发的二通插装阀集成控制由于“价廉物美”仍然居于主流地位, 只是在少数应用场合下选择了有限度和“机智”的引进, 完全可以说所有的液压控制技术产品的进口中二通插装阀的比重最低。更加令人鼓舞的是, 在中国的一系列世界级规模的工程应用中, 仍掌握了创新开发和应用的主动, 并体现出该领域中领先水平和中国的特色。 二通插装阀控制技术在中国的成功开发和应用, 充分证明中国不仅在运用模块化、可组配、开放式这种未来新型控制器件的原则方面紧跟国际潮流, 更在进行系统综合集成创新上拥有很大的创造力和后发优势。 三、 产品族和平台的开发需考虑市场需求的变化 在机械设计和制造中, 作为基础元件和技术的液压控制阀具有标准化、组合化和通用化的良好基础。在液压控制技术的演化发展历程中, 围绕着液压控制阀的功能、结构以及接口, 始终伴随着局部模块化、系列化、标准化和集成化的努力, 使产品在不同的功能、结构和接口层面上不同程度地得到改进。但是, 由于历史局限性 (毕竟三大类液压控制阀的基本构造和形态已有数十年悠久历史) , 对现有产品进一步模块化和集成化的努力, 从全局和整体上看, 已受到自身的制约, 特别是在当前要开创新的产品族和产品平台, 要进行更加柔性的设计和制造, 要进一步全面推行合理化的产品结构和工艺流程, 必须研究新的技术途径和创新策略。继续“围绕零件和模块”, 进行“连贯性的产品开发”, 是必须加以注意和重视的趋势。 在对新的液压控制元件产品族开发时, 首先应该根据市场需求进行功能分析,